1、目 錄摘要關鍵詞一 前言二 總體設計方案三 硬件電路設計3.1 單片機系統3.2 LED概述3.3 外部時鐘方式電路3.4 手動復位電路3.5 霓虹燈控制電路四 軟件設計五 軟件調試六 總結 附錄基于單片機的霓虹燈控制系統設計基于單片機的霓虹燈控制系統設計摘要：單片機技術是一門應用性很強的專業課，其理論與實踐技能是從事機電類專業技術工作的人員所不可少的。本次程設計是選擇AT80C51為核心控制元件，利用取表的方法，使端口P1 做單一燈的變化：左移2 次，右移2 次，閃爍2 次（延時的時間0.2 秒），設計了單片機霓虹燈控制系統，使其產生有規律的閃爍和移動。關鍵字 T80C51 LED燈 霓虹燈

2、一. 前言單片機，亦稱單片微電腦或單片微型計算機。它是把中央處理器（CPU）、隨機存取存儲器（RAM）、只讀存儲器（ROM）、輸入/輸出端口 （I/0）等主要計算機功能部件都集成在一塊集成電路芯片上的微型計算機。單片機是把主要計算機功能部件都集成在一塊芯片上的微型計算機。它是一種集計數和多中接口于一體的微控制器，被廣泛應用在智能產品和工業自動化上，而51單片機是個單片機中最為典型和最有代表性的一種。 隨著城市建設和市場經濟的飛速發展，城市的美化和日益激烈的廣告競爭越來越得到社會的關注，作為城市裝飾和廣告宣傳的霓虹燈的需求量也越來越大。過去霓虹燈控制器多采用E2PROM和相應的邏輯電路來完成，現

3、在也有采用一些專用霓虹燈控制芯片的控制器。前者所需電路較多，制作不易改變，且所需控制的霓虹燈路數越多，擴展起來也比較繁雜；而后者由于電路已作定，控制方式不能隨意改變，功能較為單一。然而市場上需要低成本高性能的霓虹燈控制技術。我們此次設計的霓虹燈控制系統就符合市場需求。二. 總體方案設計在本次設計中，硬件部分由單片機系統、LED發光二極管組成。原理圖如圖1所示。單片機選用的是AT89C51單片機，利用其中的一個定時器設定燈光閃爍的時間，時鐘電路選用的是11.0592M的晶振。復位電路部分采用的是上電復位和手動復位兩種復位方式。由于考慮到單片機I/O端口的帶載能力，LED發光二極管采用共陽極的接法

4、，用1電阻分壓。 軟件部分，由于采用的是11.0592M晶振的時鐘電路，單片機定時器的最大定時時間為65.536ms，不能達到要求的閃爍頻率。所以采用定時50ms，10個定時中斷燈光進行一次亮滅的跳變。并在每一次跳變時記錄下燈閃爍的次數，通過對閃爍次數的判斷，來進行對不同LED燈的亮滅的整體時序循環控制。單片機LED顯示電路復位電路時鐘電路 圖1 單片機的霓虹燈控制電路原理圖三. 硬件電路的設計3.1 單片機系統標準型89系列單片機是與MCS-51系列單片機兼容的。在內部含有4KB或8KB可重復編程的Flash存儲器，可進行1000次擦寫操作。全靜態工作為033MHz，有3級程序存儲器加密鎖定

5、，內含有128256字節的RAM、32條可編程的I/O端口、23個16位定時器/計數器，68級中斷，此外有通用串行接口、低電壓空閑模式及掉電模式。AT89C51相當于將8051中的4KB ROM換成相應數量的Flash存儲器，其余結構、供電電壓、引腳數量及封裝均相同，使用時可直接替換。AT89C51在內部采用40條引腳的雙列直插式封裝，引腳排列如圖2所示，內部結構原理圖如圖3所示。圖2 AT89C51芯片引腳I/O存儲器EPROM/ROM定時/計數器運算器控制器中斷CPU片內振蕩器RAM/SFP并行口存儲器擴展控制器串行口XTAL圖3 AT89C51內部結構原理圖3.2 LED概述 LED（L

6、ight Emitting Diode），發光二極管，是一種固態的半導體器件，它可以直接把電轉化為光。LED的心臟是一個半導體的晶片，晶片的一端附在一個支架上，一端是負極，另一端連接電源的正極，使整個晶片被環氧樹脂封裝起來。半導體晶片由三部分組成，一部分是P型半導體，在它里面空穴占主導地位，另一端是N型半導體，在這邊主要是電子，中間通常是1至5個周期的量子阱。當電流通過導線作用于這個晶片的時候，電子和空穴就會被推向量子阱，在量子阱內電子跟空穴復合，然后就會以光子的形式發出能量，這就是LED發光的原理。而光的波長也就是光的顏色，是由形成P-N結的材料決定的。它是一種通過控制半導體發光二極管的顯示

7、方式，用來顯示文字、圖形、圖像、動畫、行情、視頻、錄像信號等各種信息的顯示屏幕。由于具有容易控制、低壓直流驅動、組合后色彩表現豐富、使用壽命長等優點，廣泛應用于城市各工程中、大屏幕顯示系統。LED可以作為顯示屏，在計算機控制下，顯示色彩變化萬千的視頻和圖片。 LED是一種能夠將電能轉化為可見光的半導體。近十幾年來，為了開發藍色高亮度發光二極管，世界各地相關研究的人員無不全力投入。而商業化的產品如藍光及綠光發光二級管LED及激光二級管LD的應用無不說明了IIIV族元素所蘊藏的潛能。在目前商品化LED之材料及其外延技術中，紅色及綠色發光二極管之外延技術大多為液相外延成長法為主，而黃色、橙色發光二極

8、管目前仍以氣相外延成長法成長磷砷化鎵GaAsP材料為主。LED的具體結構如圖4所示： 圖4 LED的結構圖3.3 外部時鐘方式電路 外部時鐘電路如圖5所示，它在單片機的外部通過XTAL1、XTAL2這兩個引腳跨接晶體振蕩器和微調電容，構成穩定的自激振蕩器。本系統采用的為11.0592MHz的晶振，一個機器周期為1us，C1、C2為22PF。 圖5 外部時鐘方式電路圖3.4 手動復位電路復位電路分為上電自動復位和按鍵手動復位，RST引腳是復位信號的輸入端，復位信號是高電平有效。上電自動復位通過電容C3和電阻R2來實現，按鍵手動復位是圖6中復位鍵來實現的。 圖6 手動復位電路3.5 霓虹燈控制電路

9、霓虹燈控制電路用紅色、綠色、黃色LED發光二極管，分別與8個K的分壓電阻相串聯，分別與單片機的P1.0，P1.1，P1.2,P1.3，P1.4，P1.5, P1.6，P1.7口相連。 四軟件設計在用表格進行程序設計的時候，要用以下的指令來完成1. 利用MOV DPTR，DATA16 的指令來使數據指針寄存器指到表的開頭。2. 利用MOVC A，ADPTR 的指令，根據累加器的值再加上DPTR 的值，就可以使程序計數器PC 指到表格內所要取出的數據。因此，只要把控制碼建成一個表，而利用MOVC A，ADPTR 做取碼的操作，就可方便地處理一些復雜的控制動作，取表過程如下圖所示：3. 匯編源程序O

10、RG 0START: MOV DPTR,#TABLELOOP: CLR AMOVC A,A+DPTRCJNE A,#01H,LOOP1JMP STARTLOOP1: MOV P1,AMOV R3,#20LCALL DELAYINC DPTRJMP LOOPDELAY: MOV R4,#20D1: MOV R5,#248DJNZ R5,$DJNZ R4,D1DJNZ R3,DELAYRETTABLE: DB 0FEH,0FDH,0FBH,0F7HDB 0EFH,0DFH,0BFH,07FHDB 0FEH,0FDH,0FBH,0F7HDB 0EFH,0DFH,0BFH,07FHDB 07FH,0B

11、FH,0DFH,0EFHDB 0F7H,0FBH,0FDH,0FEHDB 07FH,0BFH,0DFH,0EFHDB 0F7H,0FBH,0FDH,0FEHDB 00H, 0FFH,00H, 0FFHDB 01HEND4. C 語言源程序#include <reg52.h>unsigned char code table=0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f,0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f,0x7f,0xbf,0xdf,0xef,0xf7,0xfb,0xfd,0xfe,0x7f,0xbf,0x

12、df,0xef,0xf7,0xfb,0xfd,0xfe,0x00,0xff,0x00,0xff,0x01;unsigned char i;void delay(void)unsigned char m,n,s;for(m=20;m>0;m-)for(n=20;n>0;n-)for(s=248;s>0;s-);void main(void)while(1)if(tablei!=0x01)P1=tablei;i+;delay();elsei=0;五.軟件調試在protues上進行仿真實驗。首先使用Keil uVsion 2將編寫完成的程序編譯生成HEX文件，將HEX文件燒錄到單片機中，進行仿真實驗，結果如下圖所示，可以看到，LED已經選擇性的閃爍。 仿真圖六.總結通過這次緊張的課程設計，我收獲頗多，每天面對著電腦，翻閱各種相關資料，也親自動手調試，體會頗深。在這次課設中，加深了單片機相關知識的理解，也接觸了燒錄器。在課設開始的前期，也遇到了麻煩，比如說，LED閃爍時間不符合要求，C語言編程不太熟練